ЭКСПЛУАТАЦИЯ ПАРОТУРБИННЫХ УСТАНОВОК

ИСПАРИТЕЛИ

Испарительные установки слу­жат для восполнения потерь конден­сата на электростанциях [72].

Испаритель представляет собой поверхностный теплообменник, где испаряется вода, образуя вторичный пар, конденсат которого (дистил­лят) восполняет потери рабочего тела в паросиловом цикле. Получае­мый дистиллят почти свободен от примесей и по качеству близок к конденсату турбин. Кипящая вода (концентрат) вследствие упарива­ния имеет очень высокое солесодер - жание, во много раз превосходящее солесодержание исходной воды. На­грев и испарение воды в испарителе осуществляются за счет тепла пара, поступающего из отбора турбины (первичный пар). Конденсация вто­ричного пара производится в спе­циальных поверхностных теплооб­менниках, включенных в тепловую схему турбины и охлаждаемых ос­новным конденсатом. Такой тепло­обменник называется конденсато­ром испарителя.

Несмотря на то, что тепло, за­траченное на парообразование ис­ходной воды в испарителе, за ис­ключением потери рассеяния, пол­ностью возвращается в цикл в кон­денсаторе испарительной установки, здесь имеет место энергетическая потеря, обусловленная теплопереда­чей через стенку при определенном температурном напоре (10—25°С). Вследствие этого вторичный пар имеет более низкое давление по сравнению с первичным.

Энергетическую потерю можно сущест­венно уменьшить рациональным включением испарителя и его конденсатора в регенера­тивную схему турбины. Кроме того, эконо­мичность установки можно повысить при переходе на двухступенчатую схему испа­рения. При этой схеме вторичный пар пер­вого испарителя является первичным (грею­щим) паром второго испарителя. С увели-

Таблица 7-5

Причина неисправности

Недостаточный нагрев воды в подогревателе

Повышенная величина грева

Высокий уровень конденсата

Низкий уровень конденсата (отсутствие уровня)

Гидравлические удары в под­водящих паропроводах

А) Загрязнение трубной системы с паровой или водяной сто­роны

Б) Наличие воздуха в паровом пространстве подогревателя

В) Перетечки пара в зазорах между направляющими пере­городками и корпусом

Г) Дросселирование пара в под­водящей трубе

Д) Пропуски воды через клапа­ны обводных линий

Пункты „а"—„д" предыдущего абзаца, а также:

Е) Отключение нижнего подо­гревателя или малый нагрев воды в нем

Ж) Пропуск воды по байпасной линии нижнего подогревателя

А} Разрыв водяных трубок

Б) Засорение импульсных линий регулятора уровня. Непра­вильная работа конденсато - отводчика в; Перегрузка подогревателя

Засорение импульсных линий ре­гулятора уровня. Неправиль­ная работа кондеисатоотвод - чика

Наличие воды (конденсата) в паропроводе при пуске

А) Сделать химическую промыв­ку с паровой и водяной сто­роны

Б) Уплотнить подогреватели, ра­ботающие под вакуумом. Про­верить схему отсоса возду­ха. В случае необходимости отказаться от каскадной схе­мы удаления воздуха и пе­рейти на схему индивидуаль­ного удаления воздуха от каждого подогревателя. В качестве временной меры за­менить ограничительные шай­бы на линиях отсоса воздуха иа больший диаметр. Впо­следствии ликвидировать не­плотности

В) Уплотнить зазоры между на­правляющим аппаратом и корпусом

Г) Проверить положение запор­ной задвижки и обратного клапана. Устранить дроссе­лирование пара в этих эле­ментах

Д) Отревизовать клапаны, устра­нить пропуски воды

Е) Ввести в работу нижний по­догреватель. Увеличить на­грев в нижнем подогревателе

Ж) Отревизовать байпасиую за­движку на водяной линии нижнего подогревателя. Ус­транить пропуск воды

А) Заглушить или заменить по­врежденные трубки

Б) Отрегулировать работу регу­лятора уровня или конденса - тоотводчика

В) Разгрузить подогреватель от­крытием байпаса на водяной линии

Отрегулировать работу регуля­тора уровня или кондеисато - отводчика

Обеспечить качественный дре­наж нижних точек паропро­вода. Вести тщательный про­грев подводящего паропровода при пуске подогревателя

Увеличение гидравлического сопротивления подогрева­теля

Частые поломки ' водяных труб, образование течей

Вибрация корпуса подогрева­теля

А) Занос трубок с водяной сто­роны продуктами коррозии

Б) Неполное открытие (заклини­вание) водяной арматуры

А) Вибрация трубок под дейст­вием парового потока

Б) Эрозия трубок при больших скоростях парового потока

В) Блуждающие токи и гальва­нические пары

Вибрация трубной системы при чрезмерной перегрузке из-за отключения нижнего подогре­вателя

А) Обеспечить работу с низким содержанием коррэзиоино-ак - тивных газов в конденсате

Б) Проверить и отревизовать во­дяную арматуру подогрева­теля

А) Увеличить жесткость труб­ного пучка, уменьшить зазо­ры между трубным пучком н направляющей перегородкой

Б) Установить отбойные щитки на участках трубного пучка, подвергающихся интенсивной

^эрозии. Уменьшить скорости парового потока путем изме­нения расположения направ­ляющих перегородок

В) Устранить блуждающие ток» и гальванические пары

Снизить паровую нагрузку подо­гревателя обводом части воды через байпасную линию.

Чением числа ступеней испарительной уста­новки количество дистиллята, получаемого с 1 кг пара, отобранного из турбин, воз­растает. Поэтому очевидно, что при срав­нении одноступенчатой и многоступенчатой установок, работающих при одном и том же температурном перепаде, более эконо­мичной оказывается многоступенчатая установка.

Однако увеличение числа ступеней приводит к усложнению и удорожанию установки и может быть оправдано только при значительных потерях конденсата. На современных крупных электростанциях, где потери конденсата не превосходят 1,5%, применяются в основном одноступенчатые установки. IB ряде случаев два одноступен­чатых испарителя устанавливаются на раз­ных отборах турбины (энергоблоки K-200-H30, К-800-240-1).

Поверхностные испарители по конструктивному выполнению разде­ляются на горизонтальные и верти­кальные. По компоновочным сооб­ражениям в настоящее время заво­дами выпускаются для электриче­ских станций только испарители вертикального типа.

Вертикальный испаритель (ряс. 7-23) состоит из цилиндрического стального кор­пуса 1 с приваренными штампованными днищами. Поверхность нагрева испарителя образуется стальными вертикальными труб­ками 3, развальцованными в верхней и ниж­ней трубных досках 2, 4. Трубные доски приварены по окружности к цилиндрической сварной камере 10. Камера с трубными до­сками и трубным пучком подвешена на кронштейнах под уровнем воды в испари­теле. Между греющей секцией и корпусом испарителя имеется кольцевой проход для воды 9. Трубки греющей секции омыва­ются снаружи греющим паром, поступаю­щим через патрубок 7. Конденсат греющего пара удаляется из нижней части греющей секции. Вторичный пар отводится через па­трубок 6, расположенный в верхней части испарителя и снабженный сепарирующим устройством. Над греющей секцией распо­ложено пеноразмывочное устройство ■ -5, представляющее собой кольцеобразное ко­рыто, в нижней части которого расположе­на кольцевая труба. Питательная вода по - трубе 8 поступает в кольцевую трубу пе^ норазмывочного устройства и оттуда через отверстия, равномерно распределенные по всей трубе, в размывочное корыто. Из пено - размывочного корыта вода стекает на зер­кало испарения.

Испаритель имеет линии непре­рывной и периодической продувки. Непрерывная продувка осуществля­ется из-под зеркала испарения воды, периодическая — из нижней точки испарителя. Паровое пространство

Греющей секции соединено с паро­вым пространством испарителя трубкой с вентилем для отвода из греющей секции воздуха и других неконденсирующихся газов. Уровень в корпусе испарителя поддержива­ется регулятором уровня поплавко - го типа, уровень конденсата первич­ного пара — поплавковым конденса - тоотводчиком. Испаритель снабжен указателями уровня воды и мано­метрами, показывающими давление греющего и вторичного пара.

Рассмотренная выше конструк­ция испарителя типа ИСВ нашла весьма широкое распространение в установках с начальным давлением до 8,83 МПа (90 кгс/см2), однако с переходом на более высокие тем­пературы пара эти испарители бы­ли реконструированы, посколь­ку качество дистиллята этих аппаратов не соответствовало воз­росшим требованиям к качеству до­бавочной воды. Реконструкция испа­рителей в основном коснулась паро - промывочного устройства. Имеюще­еся в старых конструкциях испари­телей пеноразмывочное устройство не могло предотвратить уноса капе­лек воды с высоким солесодержа - нием. Этот унос и определял низкое качество получаемого дистиллята.

Применение барботажного спосо­ба промывки пара резко улучшило качество дистиллята и позволило применять его для подпитки систем с барабанными котлами при началь­ном давлении до 13,75 МПа.

Метод барботажной промывки заключается в том, что вторичный пар испарителя барботирует через слой химически очищенной ВОДЫ й освобождается от солей, захвачен­ных с уносом. Барботажное устрой­ство представляет собой дырчатый лист, на который подается промы­вочная вода в количестве 4—5%' производительности аппарата. С промывочного листа вода перелива­ется через пороги высотой 60 мм, расположенные равномерно по ок­ружности у стенки корпуса, и по вертикальным трубкам попадает в опускную часть контура циркуля­ции, т. е. зазор между греющей сек­цией и корпусом. Барботажное па - ропромывочное устройство устанав­ливается взамен паропромывочных корыт над греющей секцией.

Испарители, оборудованные па - ропромывочными дырчатыми листа­ми, позволяют иметь хорошее каче­ство дистиллята при значительном солесодержании рабочей воды в ис­парителе. Это позволяет уменьшить продувку и увеличить тем самым экономические показатели установ­ки. Отметим, что у испарителей

С барботажной промывкой пара ка­чество дистиллята в основном зави­сит от качества промывочной воды.

Еще более эффективным являет­ся паропромывочное устройство с орошаемой набивкой. В качестве на­бивки применяются керамические кольца Рашига. Схема такого паро­промывочиого устройства представ­лена на рис. 7-24. Нижний слой на­бивки высотой 200—300 мм разме­щается на дырчатом листе и ороша­ется питательной водой. Верхний не­орошаемый слой служит для очист­ки пара от капель промывочной воды. Такая конструкция промывоч­ного устройства позволяет иметь вы­сокое качество дистиллята даже при значительном солесодержании про­мывочной воды.

Переход на сверхкритические параметры потребовал резкого по­вышения качества дистиллята, что привело к дальнейшему усовершен­ствованию паропромывочных уст­ройств. Были разработаны испари­тели с двухступенчатой промывкой вторичного пара, которые выдавали дистиллят, способный по своему ка­честву конкурировать с добавочной водой, полученной методом глубоко­го обессоливания.

Испарительная часть такого ап­парата (рис. 7-25) практически оста­лась без изменений. Вторичный пар проходит промывку сначала в пер­вой ступени промывочного устрой­ства, которая представляет собой дырчатый лист или орошаемую на­бивку, а затем во второй ступени, состоящей из дырчатого листа. В верхней части аппарата установ­лен жалюзийный сепаратор, осуще­ствляющей подсушку вторичного па-

Pa. Опытная проверка различных типов двухступенчатых паропромы - вочных увтройств показала, что ис­парители с орошаемой набивкой в качестве первой ступени паропро - мывочного устройства позволяют получить вторичный пар несколько лучшего качества [20]. Величина продувки в обоих случаях не превы­шает 0,5—1,0%' производительности аппарата.

Технико-экономические сравне­ния двух способов водоприготовле - ния (термического и глубокого обес- соливания) показали, что метод глубокого обессоливания оказывает­ся экономически оправданным при малом солесодержании исходной во­ды. При большом солесодержании (свыше 400 мг/кг) предпочтение следует отдать испарителям.

Основной задачей эксплуатаци­онного персонала, обслуживающего испарительную установку, является обеспечение номинальной произво­дительности испарителя при высо­ком качестве получаемого дистил­лята.

Производительность испарителя, зависит как от параметров греюще­го пара, так и от условий охлажде­ния пара в конденсаторе испарите­ля. Увеличить производительность аппарата можно либо за счет уве­личения давления греющего пара, либв за счет увеличения расхода конденсата через конденсатор испа­рителя или уменьшения температу­ры охлаждающего конденсата. При полностью открытой задвижке на линии греющего пара и полном рас­ходе конденсата через конденсатор испарителя производительность ис­парителя будет целиком зависеть от нагрузки турбогенератора. При понижении наґрузки давление отбо­ра и расход конденсата в системе регенерации уменьшаются, вследст­вие чего уменьшится и производи­тельность испарителя (несмотря на понижение температуры охлаждаю­щего конденсата).

В табл. 7-6 представлена зависи­мость производительности испари­тельной установки блока К-300-240 от его электрической нагрузки.

Для увеличения производитель­ности испарительной установки при полностью открытом клапане на ли­нии греющего пара можно искус­ственно уменьшить температуру ох­лаждающего конденсата, уменьшив подачу пара на нижний регенера­тивный подогреватель, расположен­ный перед конденсатором испарите­ля. Эту операцию следует произво­дить осторожно и по возможности медленно, чтобы не вызвать за счет

Понижения давления в корпусе ис­парителя бурного вскипания воды. При этом может произойти затоп­ление промывочного листа парово­дяной смесью и временное, но рез­кое увеличение солесодержания вто­ричного пара, поступающего в кон­денсатор испарителя.

Для поддержания номинальной производительности испарителя необходимо регулярно .производить "химическую промывку испаритель­ной поверхности, корпуса и паро - лромьгвочных устройств для удале­ния накипи. Для уменьшения корро­зии и накипеобразования испари­тель должен снабжаться деаэриро­ванной, химически очищенной водой. Правильный режнм продувок позво­ляет поддерживать солесодержание конденсата на нужном уровне.

В процессе эксплуатации следу­ет тщательно следить за работой регуляторов питания я уровнем во­ды в корпусе испарителя. Значи-

Таблица 7-7

Неполадка в работе

Недостаточная производи­тельность испарителя

Ухудшение качества дистил­лята

Вибрация испарителя

Гидравлические удары при пуске испарителя

А) Заиос греющей секции на­кипью

Б) Низкий уровень воды в кор­пусе испарителя

В) Затопление конденсатом грею­щей секции испарителя

Г) Затопление конденсатом кор­пуса конденсатора испарите­ля

Д) Скопление воздуха в конден­саторе испарителя или в греющей секции

Е) Засорение накипью отверстий промыве чного листа

Ж) Снижение температуры хими - ' чески очищенной воды, пода­ваемой в испаритель

А) Высокий уровень воды в корпусе

Б) Низкий уровень воды в кор­пусе

В) Высокое солесодержание про­мывочной воды

Г) Вспенивание воды из-за чрез­мерного содержания солей. Заброс пены на промывочный лист

Д) Перегрузка испарителя сверх допустимой величины. Заброс струи воды на большую вы­соту

Е) Резкое нагружение испари­теля

Ж) Недостаточная подача промы­вочной воды

З) Занос солями отверстий па - ропромывочного листа

А) Ослабление крепления грею­щей секции или паропромы - вочиого устройства

Б) Засорение паропромывочного устройства. Большое сопро­тивление проходу вторичного пара

А) Недостаточный прогрев под­водящего паропровода и грею­щей секции

А) Очистить греющую секцию. Произвести химическую про­мывку поверхности нагрева

Б) Отрегулировать работу авто­мата питания. Проверить ра­боту поплавкового регулятора

Ювня

Трегулировать работу регу­лятора уровня конденсата греющего пара

Г) Отрегулировать работу регу­лятора уровня или дистнллят - ного насоса. Проверить плот­ность трубной системы кон­денсатора испарителя и устра­нить течи

Д) Проверить положение венти­лей на отсосе воздуха из кон­денсатора испарителя и из греющей секции

Е) Очистить от накипи н загряз­нений промывочный лист

Ж) Довести температуру воды, подаваемой в испаритель, до расчетной величины

А) Отрегулировать работу авто­мата питання. Проверить ра­боту поплавкового регулятора

Ювня

Трегулировать работу авто­мата питании. Проверить ра­боту поплавкового регулятора уровня

В) Обеспечить высокое качество промывочной воды

Г) Обеспечить правильный ре­жим продувок. Снизить соле­содержание рабочей воды

Д) Снизить нагрузку испарителя

Е) Снизить скорость иагруЖения

Ж) Отрегулировать расход воды ^ на паропромывочное устрой - v ство

З) Сделать промывку паропромы­вочного устройства чистым конденсатом

А) Усилить крепление греющей секции и паропромывочного устройства

Б) Очистить паропромывочное устройство

А) Обеспечить надлежащий про­грев паропровода и нагрева­тельной поверхности

Тельное отклонение уровня от номи­нального может служить причиной ухудшения качества дистиллята. При повышенном уровне может происходить заброс воды на промы­вочный лист вследствие уменьшения паровогр пространства над уровнем жидкости. При пониженном уровне происходит «прострел» парового пространства из труб греющей сек­ции из-за отсутствия демпфирующе­го слоя воды над греющей секцией.

Следует отметить, что работа автоматов питания, поплавковых ре­гуляторов уровня и водомерных стекол в условиях высокого соле­содержания воды происходит в тя­желых условиях. Эксплуатационно­му персоналу необходимо вести по­стоянное наблюдение за этими узла­ми, производя расхаживание под­вижных элементов, и систематиче­скую продувку импульсных линий и водомерных стекол.

Необходимо учитывать, что при одном и том же весовом уровне (по водоуказательному стеклу) физи­ческий (действительный) уровень в испарителе находится на различной высоте. Его положение тем выше, чем больше нагрузка испарителя и выше солесодержание воды в испа­рителе. При возникновении пенооб - разования над греющей секцией фи­зический уровень ів корпусе испари­теля возрастает еще больше. Это говорит о том, что показания водо- указательного стекла не могут в полной мере однозначно характе­ризовать положение действительно­го уровня в корпусе испарителя. Основные неполадки в работе ис­парительной установки рассмотре­ны в табл. 7-7.